(57)【要約】【課題】  被覆を剥離した絶縁被覆電線の端末に、端子圧着装置により端子を圧着する際に、圧力波形により圧着状態を監視して圧着不良を自動的に検出する上で、熟練技術を要する波形領域の区分け作業を不要としながら、検出精度を高くする。【解決手段】  端子圧着装置のベース板１に受ける圧力を圧力センサ１０で検出し、正常に圧着できた時の圧力センサ１０の出力に基づいて所定時間間隔での圧力値の変化を示す基準波形と圧力値の公差とを生成して保存する。そして、検査時には、圧力センサの出力波形と基準波形とを前記時間間隔毎に比較し、圧力センサ１０の出力波形と基準波形との差が前記公差を超えているとき公差範囲外信号を出力し、公差範囲外信号の出力割合が許容値を超えた時、端子圧着不良信号を出力する。その際、出力波形の部分毎に重み付けして公差範囲外信号の出力割合を算出する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子圧着時に端子圧着装置の所定箇所に発生する圧力を検出する圧力センサと、
前記端子圧着装置で正常に圧着できた時の前記圧力センサの出力に基づいて所定時間間隔での圧力値の変化を示す基準波形を生成して保存する基準波形生成手段と、
前記端子圧着装置で正常に圧着できた時の前記圧力センサの出力に基づいて前記時間間隔毎の圧力値に対する、前記時間間隔毎の公差を生成して保存する公差生成手段と、
前記圧力センサの出力波形と前記基準波形とを前記時間間隔毎に比較し、圧力センサの出力波形と基準波形との差が前記公差を超えているとき公差範囲外信号を出力する比較手段と、
前記公差範囲外信号の出力割合が許容値を超えた時、端子圧着不良信号を出力する判定手段
とを具えたことを特徴とする端子圧着不良検出装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記出力波形の部分毎に重み付けして公差範囲外信号の出力割合を算出することを特徴とする請求項１又は２記載の端子圧着不良検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆を剥離した絶縁被覆電線の端末に、端子圧着装置により端子を圧着する際に、端子の圧着状態を監視して圧着不良を自動的に検出するための端子圧着不良検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
端子圧着装置は、所定の長さに切断され、被覆が一定長だけ剥離された被覆電線の端末に、所定形状の端子を装着して圧縮することにより端子を自動的に取り付ける。すなわち、所定の長さに切断され、端部被覆が一定長だけ剥離された被覆電線と、所定形状の端子とを端子圧着装置に送り込み、電線の端部に端子を装着してベース板上のアンビルに載置する。その状態で、上からクリンパーをアンビル上の端子に押し付けることにより端子を所定の形状に圧縮する。そのような動作を連続的に繰り返して、多量の端子付き電線を自動的に製造する。
【０００３】
そのような端子圧着装置においては、端子圧着時に、電線導体の一部が端子からはみ出した状態で圧着されたり、導体に圧着されるべき部分が電線被覆の一部をも含めて圧着されたりというような圧着不良が発生することがあり、そのような圧着不良が発生したら、それを検知して排除する必要がある。そこで、圧力センサにより端子圧着時の異常を検出して圧着状態を識別し、圧着不良を検知する技術が開発された。
【０００４】
それらの端子圧着不良検出装置は、圧力センサ出力の時間的変化を波形として捉え、波形のピーク値や総面積を基準波形のものと比較して圧着状態の良否を判定するようにしている。また、波形を時間軸に沿って複数の領域に分割し、各領域の面積を基準波形の対応領域の面積と比較することにより圧着状態の良否を判定するようにしたものもある。さらに、基準波形を上下方向に一定値だけシフトして得られる範囲を公差とし、測定波形が、波形全域に渡ってその公差範囲内にあるか否かで圧着状態の良否を判定するようにしたものもある。
【０００５】
なお、このような端子圧着不良検出装置に関連する従来の文献としては次のようなものがある。
【非特許文献１】佐藤哲夫著、「圧力センサを利用したハーネス品質管理の新手法」、メカトロニクス、技術調査会、１９９３年９月、Vol.１８、No.９、Ｐ５０−５３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、波形のピーク値や総面積を基準波形のものと比較する方式の端子圧着不良検出装置には、検出精度が十分でなく誤検出や検出漏れが発生しやすいという問題点があった。
【０００７】
また、各領域の面積を基準波形の対応領域の面積と比較する方式の端子圧着不良検出装置は、検出精度はある程度向上するが、アイテム毎に異なる圧力波形を適切に分割するのには高度の熟練を要し、現場の作業員では不可能であるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、そのような問題点に鑑み、熟練技術を要する波形領域の区分け作業を不要としながら、精度を高く圧着不良を検出できるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の端子圧着不良検出装置は、端子圧着時に端子圧着装置の所定箇所に発生する圧力を検出する圧力センサと、前記端子圧着装置で正常に圧着できた時の前記圧力センサの出力に基づいて所定時間間隔での圧力値の変化を示す基準波形を生成して保存する基準波形生成手段と、前記端子圧着装置で正常に圧着できた時の前記圧力センサの出力に基づいて前記時間間隔毎の圧力値に対する、前記時間間隔毎の公差を生成して保存する公差生成手段と、前記圧力センサの出力波形と前記基準波形とを前記時間間隔毎に比較し、圧力センサの出力波形と基準波形との差が前記公差を超えているとき公差範囲外信号を出力する比較手段と、前記公差範囲外信号の出力割合が許容値を超えた時、端子圧着不良信号を出力する判定手段とを具えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の端子圧着不良検出装置の判定手段は、出力波形の部分毎に重み付けして公差範囲外信号の出力割合を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の端子圧着不良検出装置は、次のような効果を奏する。
【００１２】
すなわち、請求項１に記載の端子圧着不良検出装置は、端子圧着時に端子圧着装置の所定箇所に発生する圧力を圧力センサで検出し、端子圧着装置で正常に圧着できた時の圧力センサの出力に基づいて所定時間間隔での圧力値の変化を示す基準波形と圧力値の公差とを生成して保存し、検査時には、圧力センサの出力波形と基準波形とを前記時間間隔毎に比較し、圧力センサの出力波形と基準波形との差が前記公差を超えているとき公差範囲外信号を出力し、公差範囲外信号の出力割合が許容値を超えた時、端子圧着不良信号を出力するようにした。その結果、熟練技術を要する波形領域の区分け作業を不要としながら、高精度で圧着不良を検出できるようになる。
【００１３】
請求項２に記載の端子圧着不良検出装置は、前記判定手段が、出力波形の部分毎に重み付けして公差範囲外信号の出力割合を算出するようにしたので、さらに高い精度で圧着不良を検出できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、端子圧着装置に圧力センサを設けた状態を示す図である。図１において、１はベース板、２，２はアプリケータ、３，３はクリンパー、４はアンビル、５は被覆電線、６は電線導体、７は端子、８はワイヤバレル、９はインシュレーションバレル、１０は圧力センサ、１１はリード線である。
【００１６】
端子圧着装置では、所定の長さに切断され、端部被覆が一定長だけ剥離して電線導体６が露出された被覆電線５と、ワイヤバレル８とインシュレーションバレル９とを有する端子７とを送り込み、電線の端部に端子を装着してアンビル４の上に載置する。その状態で、上方のアプリケータ２を押し下げて、該アプリケータの下端に設けたクリンパー３，３を、それぞれ、端子７のワイヤバレル８とインシュレーションバレル９に押し付けることによりそれらを所定の形状に圧縮する。
【００１７】
その結果、クリンパー３，３とアンビル４とにより、端子７のワイヤバレル８が電線導体６を包み込むように圧縮され、インシュレーションバレル９が、被覆電線５の絶縁被覆の端部を包み込むように圧縮されて、被覆電線５に端子７が強固に接続固定される。端子圧着装置は、そのような動作を連続的に繰り返して、端子付き電線を自動的に製造する。
【００１８】
そのような端子圧着装置のベース板１の下側に圧力センサ１０を設け、それからリード線１１を引き出している。圧力センサ１０としては、例えば、図２に示すような形状をしたピエゾセンサを用いることができる。ピエゾセンサは、圧電効果により、圧力に比例した電圧を出力する。本発明の端子圧着不良検出装置では、端子圧着時に、クリンパー３，３から、被覆電線５，端子７，アンビル４，ベース板１を介して圧力センサ１０に圧力を受ける。その圧力により発生する、圧力センサ１０の出力をデジタル処理して、予め記憶された正常時の基準波形と、検査時に出力された圧力波形とを比較することにより、良品か不良品かを判別し、不良品を確実に排除する。なお、圧力センサ１０の設置場所は、必ずしもベース板１の下側には限定されず、端子圧着時に圧着状態に応じた圧力が発生する箇所であれば、その他の場所にしてもよい。
【００１９】
図３は、本発明の一実施例のブロック図である。圧力センサ１０の出力をＡ−Ｄ変換器１２でデジタル信号に変換し、ＣＰＵ１３に入力する。ＣＰＵ１３は、ＲＯＭ１４に格納されているプログラムによって動作し、ＲＡＭ１５に必要なデータを読み書きしながら処理を実行する。Ａ−Ｄ変換器１２から受けたデータは、ソフト的に構成されたノイズフィルタ１８を通してから処理される。
【００２０】
圧着不良検出を行う前に、まず、基準波形を得るために、正常に圧着した時の圧力センサ１０の出力を所定時間間隔でサンプリングして、必要本数分の波形データとして読み込ませる。基準波形生成部１９は、読み込ませた本数分の波形データを前記所定時間間隔毎に平均して、図４に波形Ａで示すような基準波形を得て、ＲＡＭ１５の所定のエリアに格納する。その、基準波形は、表示制御部２４により表示装置１６に表示される。それと同時に、公差生成部２０は、サンプリングしたデータから前記所定時間間隔毎に標準偏差σを算出し、基準波形を挟んで−３σ〜＋３σを公差として設定する。なお、−３σ〜＋３σの範囲は、正規分布をとるデータの約９９．７％が入る範囲であり、エラーチェックをする際の公差設定に良く用いられる値であるが、本発明で用いる公差としては、必ずしもそれに限定されず、その他の数式で算出した値を用いることも可能である。
【００２１】
そして、検査段階に入ると、端子圧着装置での各回の圧着毎に、データ取得部２１は、Ａ−Ｄ変換器１２，ノイズフィルタ１８を介して、圧力センサ１０から圧力データを取得し、検出波形としてＲＡＭ１５の所定のエリアに格納する。その、検出波形は、表示制御部２４により表示装置１６に、図４に波形Ｂで示すよう、基準波形に重ねられた形で表示される。比較部２２は、ＲＡＭ１５に格納された検出波形と前記基準波形とを前記時間間隔毎に比較し、圧力センサの検出波形と基準波形との差が前記公差を超えているとき公差範囲外信号を出力する。
【００２２】
図５は、検出波形と基準波形との比較処理の説明図である。波形Ａは、基準波形の一部を示し、波形Ｂは、検出波形の一部を示している。Ｔｎ，Ｔｎ＋１，Ｔｎ＋２，・・・は、圧力センサ１０の出力をサンプリングした時間間隔を示しており、＋３σｎ，＋３σｎ＋１，＋３σｎ＋２，・・・は、それぞれの時間間隔毎の公差上限値を示し、−３σｎ，−３σｎ＋１，−３σｎ＋２，・・・は、公差下限値を示している。そして、比較部２２は、圧力センサの検出波形Ｂが公差上限値と公差下限値の間から外れた時、公差範囲外信号を出力する。判定部２３は、全サンプリング数に対する公差範囲外信号の出力割合が許容値を超えた時、出力部１７を介して端子圧着不良信号を出力する。
【００２３】
ところで、圧力センサ１０の検出波形は、端子圧着不良の種類によって特徴的な波形を示し、特徴が現れる部位に偏りがある。そこで、公差生成時に、圧着不良時の圧力センサ１０の出力波形をも取り込んで、その特徴部分を公差生成の一要素にすれば、より精度の高い端子圧着不良の検出が可能になる。例えば、正常圧着時のデータ分布と圧着不良時のデータ分布に重なる部分がある場合は、その部分での公差を狭めにし、両者のデータ分布に重なりがない場合は、その部分での公差を広めにする。そのようにすれば、圧着不良を最大限検出しながら、正常圧着したものを圧着不良と検出してしまうという誤検出を減らすことができる。
【００２４】
また、出力波形の部分毎に、重み付けして、公差範囲外信号の出力割合を算出するようにすれば、さらに精度の高い端子圧着不良の検出が可能になる。重み付けを行う方法としては、例えば、経験則に基づいて、図６に示すような、センサ出力ＶＭと標準偏差σＮとに基づいて重み係数ＷＭＮを設定したテーブルを作成し、ＲＯＭ１４に格納しておく。そして、判定部２３は、そのテーブルを参照して公差範囲外信号の出力割合を算出し、端子圧着不良の判定を行うようにすればよい。なお、重み付けは、必ずしもテーブルを用いる必要はなく、センサ出力Ｖと標準偏差σとを変数とする適当な関数Ｆ（Ｖ，σ）を用いて重み係数Ｗを求めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】端子圧着装置に圧力センサを設けた状態を示す図である。
【図２】圧力センサの外観図である。
【図３】本発明の一実施例のブロック図である。
【図４】圧力波形の一例を示す図である。
【図５】検出波形と基準波形との比較処理の説明図である。
【図６】エラー出力の割合に重み付けをするためのテーブルの一例である。
【符号の説明】
【００２６】
１…ベース板
２…アプリケータ
３…クリンパー
４…アンビル
５…被覆電線
６…電線導体
７…端子
８…ワイヤバレル
９…インシュレーションバレル
１０…圧力センサ
１１…リード線
【図１】
2005135820.tif 000003
【図２】
2005135820.tif 000004
【図３】
2005135820.tif 000005
【図４】
2005135820.tif 000006
【図５】
2005135820.tif 000007
【図６】
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